(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．直接的又は間接的に回転不能に自転車フレーム（９，１０９，２０９）と結合されたリングギヤ（７，１０７，２０７）と、プラネットギヤ（６ａ，６ｂ，１０６，２０６）を有するプラネットキャリヤ（３ｂ，１０３ｂ，２５１）と、プラネットギヤ（６ａ，６ｂ，１０６，２０６）と係合している少なくとも１つのサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）とを備える遊星歯車装置と、
ｂ．サンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）と同軸な後輪軸（１２，１１２，２１２）と、
ｃ．プラネットキャリヤ（３ｂ，１０３ｂ，２５１）と回転不能に作用結合されると共に、後輪軸（１２，１１２，２１２）の半径方向外側に軸受を介して支持されるドライバ（３，１０３，２０３）と、
ｄ．後輪軸（１２，１１２，２１２）を自転車フレーム（９，１０９，２０９）に対して支承する少なくとも１つの軸受（３５，１３５，２３５）と、
を、ドライバ（３，１０３，２０３）と後輪軸（１２，１１２，２１２）の間の少なくとも１つの変速比を提供するために有する、自転車又は自転車トレーラー用の遊星歯車装置を有するトランスミッションユニットにおいて、
軸受（３５，１３５，２３５）が、軸方向で遊星歯車装置と後輪（４０，１４０，２４０）の座との間に配設され、半径方向内側で後輪軸（１２，１１２，２１２）を支承し、半径方向外側で、直接的又は間接的に自転車フレーム（９，１０９，２０９）と結合されていること、を特徴とするトランスミッションユニット。
【請求項２】
遊星歯車装置と後輪（４０，１４０，２４０）の座とが、自転車フレーム（９，１０９，２０９）の異なった側で後輪軸（１２，１１２，２１２）に配設されていること、を特徴とする請求項１に記載のトランスミッションユニット。
【請求項３】
トランスミッションユニットの前に接続された牽引式伝動装置の従動ホイール（２，１０２，２０３ｃ）と遊星歯車装置とが、自転車フレーム（９，１０９，２０９）の、自転車運転者によって駆動される牽引式伝動装置の駆動ホイールと同じ側に配設されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のトランスミッションユニット。
【請求項４】
トランスミッションユニットの前に接続された歯車式伝動装置の従動ホイールと遊星歯車装置とが、自転車フレームの、自転車運転者によって駆動される歯車式伝動装置の駆動ホイールと同じ側に配設されていること、を特徴とする請求項１又は２に記載のトランスミッションユニット。
【請求項５】
トランスミッションユニットが、後輪軸（１２，１１２，２１２）と回転不能に作用結合されたクラッチ成分（１５，１１５，２１５）を備え、このクラッチ成分が、フォースフロー内でサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）と後輪軸（１２，１１２，２１２）の間に配設されていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトランスミッションユニット。
【請求項６】
クラッチ成分（１５，１１５，２１５）が、軸方向にスライド可能であること、を特徴とする請求項５に記載のトランスミッションユニット。
【請求項７】
後輪軸（１２，１１２，２１２）をその長手方向軸に対して直角に貫通する、後輪軸（１２，１１２，２１２）の相応の切欠き内に配設された加圧部材（１６，１１６，２１６）が、クラッチ要素（１５，１１５，２１５）を、半径方向外側で、後輪軸（１２，１１２，２１２）の両側に向かってサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）に対してスライドさせること、を特徴とする請求項６に記載のトランスミッションユニット。
【請求項８】
後輪軸（１２，１１２，２１２）の中空シリンダ状の部分内に配設された圧縮バネ（２３，２４，１２４，２２３）が、加圧部材（１６，１１６，２１６）を、これによりクラッチ成分（１５，１１５，２１５）を、サンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）に対してスライドさせること、を特徴とする請求項７に記載のトランスミッションユニット。
【請求項９】
後輪軸（１１２）の中空シリンダ状の部分内に、加圧部材（１１６）の両側に延在する２つの脚部を有する加圧スリーブ（１２５）が配設され、この加圧スリーブが、軸方向で、後輪軸（１１２）内で後輪に向かって支持され、圧縮バネ（１２４）を、加圧部材（１１６）のサンギヤ（１１１）側の面に対して間隔を置いて保持し、圧縮バネ（１２４）が、後輪軸（１１２）内に配設されたガイドブッシュ（１２８）を軸方向にスライドさせ、このガイドブッシュが、加圧部材（１１６）の案内をするために切欠きを備え、圧縮部材（１１６）をクラッチ成分（１１５）に押し付け、このクラッチ成分をサンギヤ（１１）に向かってスライドさせること、を特徴とする請求項８に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１０】
遊星歯車装置が、固定のリングギヤ（７）と、プラネットキャリヤ（３ｂ）と、不動に互いに結合された、異なった歯数のそれぞれ２つのプラネットギヤ（６ａ，６ｂ）と、プラネットギヤ（６ａ，６ｂ）と係合している、後輪軸（１２）と同軸な２つのサンギヤ（１０，１１）とを備え、自転車フレーム（９）に向かって配設されたプラネットギヤ（６ａ）が、リングギヤ（７）と係合し、サンギヤ（１０，１１）の後にクラッチ成分（１５）が接続され、このクラッチ成分の切換え位置が、両サンギヤ（１０，１１）のどちらが後輪軸（１２）を駆動するのかを決定し、これにより、トランスミッションユニットが、切換え可能な２つのギヤ段を備えること、を特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１１】
クラッチ成分（１５）が、サンギヤ（１０，１１）の半径方向内側に配設されていることを特徴とする請求項１０に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１２】
後輪軸（１２）の中空シリンダ状の部分内で、加圧部材（１６）の後輪（４０）側に、弱い圧縮バネ（２３）が配設され、加圧部材（１６）のドライバ（３）側に、加圧部材（１６）側でガイドブッシュ（２７）を加圧部材（１６）に押し付ける強い圧縮バネ（２４）が配設され、これにより、強い圧縮バネ（２４）が、加圧部材（１６）に対する弱い圧縮バネ（２３）の圧縮力に打ち勝ち、クラッチ成分（１５）を、後輪（４０）に向かって配設されたサンギヤ（１０）に押し付けることによって切り換えられる第１のギヤ段と、後輪軸（１２）外に通じる切換えチェーン（３１）が、ガイドブッシュ（２７）と強い圧縮バネ（２４）を加圧部材（１６）から引き離し、弱い圧縮バネ（２３）が、加圧部材（１６）とクラッチ成分（１５）を、ドライバ（３）に向かって配設されたサンギヤ（１１）に押し付けることによって切り換えられる第２のギヤ段とによって、２スピード切換え装置が実現されること、を特徴とする請求項１０又は１１に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１３】
ガイドブッシュ（２７）が、ガイドブッシュ（２７）の中心に配設された、ガイドブッシュ（２７）の孔を経て案内された切換えネジ（２９）を備え、この切換えネジが、切換えチェーン（３１）と直接的又は間接的に結合され、加圧部材（１６）から引き離し可能であり、これにより、加圧部材（１６）に対する強い圧縮バネ（２４）の圧縮力が相殺可能であること、を特徴とする請求項１２に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１４】
クラッチ成分（１５，１１５，２１５）及び／又はサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）が、斜面（１５ｂ，１１ｄ）を備え、これら斜面は、後輪軸（１２，１１２，２１２）がそれぞれのサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）よりも速く回転した場合に、クラッチ成分（１５，１１５，２１５）をサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）の切欠き（１１ａ，１１１ａ）外に押し出すこと、を特徴とする請求項５〜１２のいずれか１項に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１５】
フォースフロー内でサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）と後輪軸（１２，１１２，２１２）の間にワンウェイクラッチが配設され、後輪軸（１２，１１２，２１２）がそれぞれのサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）よりも速く回転した場合に、クラッチ成分（１５，１１５，２１５）及び／又はサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）の斜面（１５ｂ，１１ｄ）によって、クラッチ成分（１５，１１５，２１５）の端面歯（１５ａ，１１５ａ，２１５ａ）がサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）の切欠き（１１ａ，１１１ａ，２１１ａ）から押し出され、クラッチ成分（１５，１１５，２１５）が、圧縮バネ（２３，２４；１２４，２２３）によって軸方向にサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）に押し付けられ、これにより、駆動されるサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）が後輪軸（１２，１１２，２１２）を追い抜いた場合に、トルク伝達のために必要な、それぞれのサンギヤ（１０，１１，１１１，２１１）の切欠き（１１ａ，１１１ａ，２１１ａ）へのクラッチ成分（１５，１１５，２１５）の端面歯（１５ａ，１１５ａ，２１５ａ）の噛合い係合が行なわれること、を特徴とする請求項１４に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１６】
後輪軸（１２，１１２）は、その上にクラッチ成分（１５，１１５）が配設されると共にドライバ（３，１０３）が支承された第１の軸部分（１３，１１３）と、その上に後輪（４０，１４０）が固定されると共に軸受（３５，１３５）によって自転車フレーム（９，１０９）に支承された、第１の軸部分と同軸に結合された第２の軸部分（１４，１１４）とから成る２部材から形成されていること、を特徴とする請求項５〜１５のいずれか１項に記載のトランスミッションユニット。
【請求項１７】
後輪軸及びサンギヤが、一体的に製造された１つの部品から成ること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトランスミッションユニット。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の、小さいホイールを有する自転車又は自転車トレーラー用の遊星歯車装置を有するトランスミッションユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自転車の駆動装置のための最大の普及を、チェーン駆動装置が行なった。この場合、ペダルクランクと結合された駆動チェーンホイールは、大抵、軸方向に、自転車フレーム外に位置し、後輪軸に支承された従動チェーンホイールは、大抵、自転車フレームと後輪の間の自転車フレーム内に配設されている。
【０００３】
自転車用のマルチスピード切換え装置は、特に、ペダルクランクにおける種々のチェーンホイールと後輪における種々のチェーンホイールとを有するチェーン駆動装置又は後輪内のハブトランスミッションと組み合わせた一段式のチェーン駆動装置又はこれら両解決策の組合せによって実現される。合計で、１：４．９までの総減速比（例えばチェーンホイールコンビネーション４８／１８を有するＳＲＡＭ  ｉ−ｍｏｔｉｏｎ）が得られる。進んだ走行距離とぺダリング周波数の間の適切な比を有する利用に適した展開（クランク回転毎の距離）を得るために、２８〜１６インチのホイールサイズのためにこれら切換えコンビネーションが使用される。
【０００４】
小さいホイールを有する自転車は、特に小さいパックサイズと重量を得るために使用され、しばしば折畳み自転車として形成される。１４インチ以下のホイールを有する自転車は、利用に適した展開を得るために、１：５のぺダリング周波数とホイール周波数の間の変速比を必要とする。
【０００５】
更に、自転車の後に連結され、連結された連結自転車とは違って大抵は明らかに小さいホイールを備える自転車用の自転車トレーラーが知られている。これまで、これらホイールのために、大抵は、自転車自身と同様の変速比を有するトランスミッションが使用される。これにより、自転車トレーラー上で走行する人は、自転車トレーラーが連結された自転車状の比とよりも明らかに高いぺダリング周波数で走行しなければならない。小さいホイールを有する自転車トレーラーも、ぺダリング周波数とホイール周波数の間の前記の変速比を必要とする。
【０００６】
１４インチ以下のホイールサイズを有する自転車用に約１：５以下の前記の総減速比を得るために、以下の解決策が知られている：
ａ．特に１４インチのホイールサイズ用に、散発的に、自転車フレーム外に配設された特に大きい駆動チェーンホイール（例えば５３枚歯）と特に小さい従動チェーンホイール（例えば１１枚歯）とを有するチェーン駆動装置が使用され、従動チェーンホイールは、軸方向で自転車フレームと後輪の間に配設されている。
ｂ．ｄｒｅａｍｓｌｉｄｅ  Ｓ．Ａ．社、Ｂｕｒｅｓ−ｓｕｒ−Ｙｖｅｔｔｅ（フランス）の自転車ｄｒｅａｍｓｌｉｄｅ（登録商標）の場合、同様に、特に大きい駆動チェーンホイールと特に小さい従動チェーンホイールが使用され、駆動チェーンホイールと従動チェーンホイールは、軸方向に自転車フレーム内に配設されている。
ｃ．相前後して接続された２つのチェーン駆動装置の使用（例えば米国特許第３  ６２３  ７４９号明細書（特許文献１）、欧州特許出願公開第１  ６００  ３６８号明細書（特許文献２）、米国特許第５  １８６  ４８２号明細書（特許文献３）、米国特許第７  ２２９  ０８９号明細書（特許文献４）、米国特許第６  ５９５  ５３９号明細書（特許文献５）、米国特許出願公開第２００５／００３５５７０号明細書（特許文献６）、米国特許第６  ７９９  ７７１号明細書（特許文献７））。
ｄ．チェーン駆動装置と組み合わせペダルクランクにおける固定のリングギヤと従動サンギヤを有する遊星歯車装置の使用（独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）及びｓｃｈｌｕｍｐｆ  ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ  ｇｍｂｈ社、Ｖｉｌｔｅｒｓ（スイス）のｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｄｒｉｖｅ）。
ｅ．チェーン駆動装置と組み合わせた後輪における固定のリングギヤと従動サンギヤを有する遊星歯車装置の使用（例えば独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）、米国特許第３  ９４４  ２５３号明細書（特許文献９）の一部、国際公開第２０１１／１０２６０６号パンフレット（特許文献１０）の図２０）。
【０００７】
解決策ａ．は、自転車フレームに対する駆動チェーンホイール（外）と従動チェーンホイール（内）の異なった配設に基づいて、自転車フレームは、チェーンホイールの間を経て又はチェーン駆動装置を超えて案内する必要があるとの欠点を有する。この場合、多数のフレーム条件（例えば必要な大きいチェーンホイール及び小さい従動チェーンホイール、フレームジオメトリ、必要なフレーム強度、自転車フレームに対するチェーンの必要な間隔、自転車フレームに対する後輪の必要な間隔、適切なブレーキの配設、後輪及びチェーンのための取外し条件）に基づいて、ホイールサイズに依存して算定可能な、ペダル軸受軸と後輪軸の間の最小間隔は維持しなければならない。この最小間隔と大きい駆動チェーンホイールは、折畳み自転車としての形成において、パックサイズを相応に大きくする。例えば使用されるチェーンホイールコンビネーション５３／１１により、１：４．８の総減速比しか得られない。従って、達成可能な１４インチより小さいホイールサイズ用の総減速比が、適切な展開をほとんど可能にしないとの別の欠点がある。マルチスピード式のディレイラーとしての形成は、生じるチェーンの傾斜のために、相応に長いチェーンをもってしか可能でなく、これにより、更にまた、ペダル軸受軸と後輪軸の間の算定可能な最小間隔が必要になる。
【０００８】
解決策ｂ．は以下の欠点を有する：
自転車フレーム、ペダル軸受及びチェーンホイールは、特殊部品として相応のコスト費用をもって製造、取付け及び状態維持をすべきである。チェーンホイールの特殊な形成は、マルチチェーンホイールの使用を妨害する。同様に、特殊な駆動チェーンホイール、ブレーキの配設及び自転車フレームのための要求に基づいて、更にまたホイールサイズに依存して算定可能な、ペダル軸受軸と後輪軸の間の最小間隔が必要であり、この最小間隔は、その結果、折畳み自転車としての形成において、更にまた相応に大きいパックサイズを伴う。
【０００９】
解決策ｃ．は、以下の欠点を有する：
ダブルチェーン駆動装置は、列の形態で実現された両チェーン駆動装置のために、ペダル軸受軸と後輪軸の間に相対的に大きい水平方向の間隔を必要とする。これにより、折畳み自転車の折畳み長さが相対的に大きくなり、方向安定性は、運転者の重量が後輪軸上にはわずかにしかないことに基づいて不安定である。シングルスピードトランスミッションとして、これら解決策は、少なくとも２つのトランスミッション段（２つのチェーン駆動装置）を必要とする。その場合、マルチスピードトランスミッションとして、これら解決策は、少なくとも３つのトランスミッション段（２つのチェーン駆動装置と、後輪内の１つのマルチスピードハブ切換え装置）を必要とする。生じる第２のチェーン駆動装置の高い回転数は、高いエネルギー費用を必要とする。
【００１０】
解決策ｄ．は、以下の欠点を有する：
トルク導入は、ペダルクランクからペダル軸受軸に行なわれる。ペダル軸受軸と後に接続された遊星歯車装置のプラネットキャリヤの間の軸−ハブ−結合部は、未だ変速されてない高いクランク力と比較的小さいペダル軸受軸のために、相応に大きく寸法設定するか、独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）のように母材接合により設けなければならない。ペダルクランクにおける遊星歯車装置で使用すべき歯車は、同様に、比較的大きく、これにより重く形成しなければならない。生じるチェーン駆動装置の高い回転数は、高いエネルギー費用を必要とする。
【００１１】
解決策ｅに関して独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）に開示されたバリエーションは、以下の欠点を有する：
遊星歯車装置のプラネットキャリヤとチェーン駆動装置の従動チェーンホイールは、軸方向で自転車フレームの異なった側に位置する。これから、従動チェーンホイールのトルクは、このトルクを自転車フレームの他方の側でプラネットキャリヤによって受け止め得る前に、先ず後輪軸に伝達されなければならないとの欠点が生じる。後輪軸と、生じ得る従動チェーンホイールと後輪軸の間もしくは後輪軸とプラネットキャリヤの間の軸−ハブ−結合部とは、高いトルクを受け止め得なければならない。その場合、プラネットキャリヤと後輪軸は、独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）に示されているように１つの部材から製造しなければならない（これにより、後輪軸のために非常に高い材料除去とコスト費用が生じる）か、後輪軸とプラネットキャリヤの間に、相応に大きく寸法設定された軸−ハブ−結合部を設けなければならないかのいずれかである。全体として、公知のバリエーションによって、チェーン懸垂線と自転車の基準中心面の間に著しい軸方向の取付けスペースが必要となる。別の欠点は、運転者の重量によって後輪軸に作用する曲げモーメントが、開示された解決策では、プラネットキャリヤにも作用し、遊星歯車装置の歯の噛合いを侵害する点にある。加えて、自転車フレームの内側に遊星歯車装置を配設することによって、遊星歯車装置のギヤ段しか実現させることができないが、それは、従動サンギヤを、後輪軸に支承されたサンギヤとして配設することに基づいて、トルク伝達が、サンギヤから見て軸方向に後輪へと行なうことしかできないからである。
【００１２】
解決策ｅ．に関して米国特許第３  ９４４  ２５３号明細書もしくは独国特許出願公開第２５  ２０  １２９号明細書（特許文献９）及び国際公開第２０１１／１０２６０６号パンフレット（特許文献１０）の図２０に開示されたバリエーションは、以下の欠点を有する：
自転車フレームに対する駆動チェーンホイール（外側）と従動チェーンホイール（内）の異なった配設に基づいて、自転車フレームは、チェーンホイールの間を経て案内する必要があり、既にａ．で述べた欠点を有する。加えて、自転車フレームの内側に遊星歯車装置を配設することによって、遊星歯車装置のギヤ段しか実現することができないが、それは、従動サンギヤを後輪軸に支承されたサンギヤとして配設することに基づいて、トルク伝達が、サンギヤから見て軸方向に後輪へと行なうことしかできないからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第３  ６２３  ７４９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１  ６００  ３６８号明細書
【特許文献３】米国特許第５  １８６  ４８２号明細書
【特許文献４】米国特許第７  ２２９  ０８９号明細書
【特許文献５】米国特許第６  ５９５  ５３９号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／００３５５７０号明細書
【特許文献７】米国特許第６  ７９９  ７７１号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書
【特許文献９】米国特許第３  ９４４  ２５３号明細書もしくは独国特許出願公開第２５  ２０  １２９号明細書
【特許文献１０】国際公開第２０１１／１０２６０６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、自転車又は自転車トレーラーのために、前記の解決策ｅ．に応じたトランスミッションの解決策を、独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）もしくは独国特許出願公開第２５  ２０  １２９号明細書（特許文献９）もしくは国際公開第２０１１／１０２６０６号パンフレット（特許文献１０）の図２０に開示されたバリエーションを有することなく発展させることにあり、この場合、トランスミッションユニットは、選択的に、牽引式伝動装置（チェーン駆動装置及びベルト駆動装置）又は歯車式伝動装置が前に接続された異なった種類のトランスミッションユニットを運転するために適しているべきである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この課題は、請求項１を特徴付ける特徴を有するトランスミッションユニットによって解決される。
【００１６】
本発明の別の有利な形成は、従属請求項に記載されている。
【００１７】
本発明の本質的な利点は、独国特許出願公開第３９  ０５  ５７９号明細書（特許文献８）もしくは独国特許出願公開第２５  ２０  １２９号明細書（特許文献９）もしくは国際公開第２０１１／１０２６０６号パンフレット（特許文献１０）の図２０による前記の欠点を回避すること以外に、
ａ．サンギヤは、別個に支承する必要がなく、これにより、サンギヤの半径方向内側に、
相並んで配設された２つのサンギヤの、従ってトランスミッションユニットの切換え可能な２つのギヤ段の形成を可能にする切換手段を設け得ること、
ｂ．ペダルクランクに種々のチェーンホイールを有する及び／又は自転車のために種々の従動チェーンホイールを有するチェーン駆動装置を前に配設することと組み合わせたトランスミッションユニットによって、６段までのギヤ段を有するマルチスピード切換え装置を、均等な速度差で実現し得ること、
ｃ．トランスミッションユニットのために、ワンアーム式の自転車フレームへの取付けをするためのバリエーションと、後輪の両側で行なう自転車フレームへの取付けをするためのバリエーションの両方が行ない得ること、
ｄ．トランスミッションユニットは、特に６〜１６インチの小さいホイールサイズを有する自転車のために使用でき、この場合、例えば自転車のために小さい折畳みサイズを達成するために、クランク軸受軸と後輪軸の間に非常に小さい軸間隔を実現し得ること、
ｅ．トランスミッションユニットは、１つ又は複数のサンギヤと後輪軸の間に配設されるワンウェイクラッチを有し、これにより、ホイール内と、トランスミッションユニットの前に接続された牽引式伝動装置又は歯車式伝動装置の従動ホイールとトランスミッションユニットのドライバの間のいずれにも、ワンウェイクラッチを設ける必要がなく、これにより、異なった形態のホイールが使用でき、不動にトランスミッションユニットと結合でき、これにより、少なくとも１つの回転方向に回転不能にドライバと結合された牽引式伝動装置又は歯車式伝動装置の従動ホイールを単に交換することによって、同じトランスミッションユニットを、達成可能な同じ展開で、異なったホイールサイズに適合させ得ること、
ｆ．自転車の全てのトランスミッション部分、即ち、遊星歯車装置、牽引式伝動装置又は歯車式伝動装置の駆動ホイール及び従動ホイール、切換え装置及びワンウェイクラッチが、自転車フレームの同じ側で、取り付け可能及び取外し可能であること、
ｇ．従属請求項の特徴によって特に省スペースに形成されたトランスミッションコンポーネントによって、人間工学的に有利な、４０ｍｍ以下のチェーン懸垂線の間隔が得られること、
にある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】前に接続される３段のチェーンホイールを有する無端のチェーン駆動装置と組み合わせて、均等な速度差を有する６スピードトランスミッションを実現することができる、切換え可能な端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチを有する２スピードトランスミッションユニットと、自転車フレームへのトランスミッションユニットのワンアーム式の取付けの好ましい実施形態（端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチとワンアーム式の後輪取付け部を有する２スピードトランスミッションユニットの断面図）
【図２】第２のギヤ段に切り換えられている、図１の端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチを有する２スピードトランスミッションユニットの切換え部
【図３】図１の端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチの好ましい実施形態の分解図
【図４】図１の端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチの好ましい実施形態の分解図
【図５】図１の遊星歯車装置の第１のギヤ段を通るＩ−Ｉ断面
【図６】図１の遊星歯車装置の第２のギヤ段を通るＩＩ−ＩＩ断面
【図７】トランスミッションユニットの本質的な部分の構成要件を有しないワンウェイクラッチの取付けの可能性
【図８】前に接続された２段のチェーンホイールと３段の従動チェーンホイールを有するチェーン駆動装置と組み合わせて、均等な速度差を有する６スピードトランスミッションを実現することができる、端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチを有する１スピードトランスミッションユニットであるトランスミッションユニットと、自転車フレームへのトランスミッションユニットのワンアーム式の取付けの好ましい第２の実施形態
【図９】図８のワンウェイクラッチの部分的なＩＩＩ−ＩＩＩ断面
【図１０】トランスミッションユニットの本質的な部分の構成要件を有しない、図８のトランスミッションユニットワンウェイクラッチの取付けの可能性
【図１１】一部材の後輪軸、変更した後輪固定部及び変更した自転車フレームへのトランスミッションユニットの固定部を有する、特にコンパクトで簡単に製造すべき１スピードトランスミッションユニットであるトランスミッションユニットの好ましい第３の実施形態
【図１２】トランスミッションユニットのドライバと遊星歯車装置のプラネットキャリヤの間のドググラッチの分解図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
トランスミッションユニットの前に接続された無端チェーン駆動装置又は無端ベルト駆動装置又はトランスミッションユニットの前に接続された歯車式伝動装置の、チェーン１又は別に図示してないＶベルト又は歯付きベルト又は別に図示してない歯車によって駆動される従動ホイール２は、軸−ハブ−結合部を介してトランスミッションユニットのドライバ３と回転不能に作用結合され、従動ホイール２は、例えば、固定リング４によってドライバ３に固定されている。従動ホイール２によって駆動されるドライバ３は、ドライバ部分３ａから成り、本発明の特別な特徴によって、軸方向に、自転車フレームに向かって、遊星歯車装置のプラネットキャリヤ３ｂとして形成されている。
【００２０】
本発明の特別な特徴により、従動ホイール２とプラネットキャリヤ３ａは、軸方向に自転車フレーム外に位置する。これは、チェーン１の取付け及び取外し又は従動ホイール２の交換を、トランスミッションユニットの種々の変速比を実現するために可能にし、同時に後輪を取り外す必要はない。同様に、これは、Ｖベルト又は歯付きベルトの使用又は歯車式伝動装置の使用を可能にし、ベルトの取付け及び取外しのために、自転車フレームを分けて分離する必要はない。トランスミッションユニットの前に接続されるチェーン駆動装置、Ｖベルト駆動装置又は歯付きベルト駆動装置又は歯車式伝動装置を有するいずれの実施形態も、示した実施形態以外に、本発明によって包含されている。この例では、従動ホイール２だけを、場合によっては従動ホイール２とドライバ３のドラバ部分３ａの間の軸−ハブ−結合部も修正することができる。
【００２１】
本発明の特別な特徴により、示したように、曲げられた従動ホイール２が使用された場合、チェーン懸垂線と後輪の間の軸方向の間隔が小さくなり、これにより、軸方向に非常に省スペースの遊星歯車装置の配設が得られる。この配設は、更に、特に大規模生産のために、選択的に、従動ホイール、ドライバ及びプラネットキャリヤが、１つの部材から、例えば鋳物部品として製造されることも可能にする。この実施形態も、本発明によって包含されている。
【００２２】
プラネットキャリヤ３ｂは、少なくとも１つの、特に３つのプラネット軸５を案内し、これらプラネット軸に、２つの段６ａ及び６ｂを有するそれぞれ１つのプラネットギヤ６が支承され、段６ａが小さい直径を備え、段６ｂが大きい直径を備える。段６ａだけが、遊星歯車装置のリングギヤ７と噛合っている。リングギヤ７は、リングギヤキャリヤ８を介して不動に自転車フレーム９と結合されている。プラネットギヤ６の段６ａが、サンギヤ１０と噛合っており、プラネットギヤの段６ｂが、サンギヤ１１と噛合っている。サンギヤ１０及び１１は、後輪軸１２に対して同軸に配設され、この後輪軸は、この実施形態では、本発明の特別な特徴により２部材から形成され、以下では駆動軸１３と呼ばれる第１の軸部分と、以下では後輪フランジ１４と呼ばれる、第１の軸部分と同軸に結合された第２の軸部分とから成る。
【００２３】
トランスミッションユニットのための入力トルクは、従動ホイール２からドライバ３のドライバ部分３ａを介してプラネットキャリヤ３ｂに伝達される。プラネットキャリヤ３ｂから、トルクは、プラネットギヤ６ａ及び６ｂを介してサンギヤ１０もしくは１１に、変化させられて伝達される。
【００２４】
サンギヤ１０及び１１から、トルクは、軸方向に可動な、駆動軸１３と回転不能に作用結合されたクラッチ成分１５によって、駆動軸１３に伝達される。この目的のため、本発明による特徴により、クラッチ成分１５の両端面に、均等に周囲に分配されて端面歯１５ａが配設され、これら端面歯は、サンギヤ１０もしくは１１の相応の切欠きに係合することができる。
【００２５】
クラッチ成分１５の端面歯１５ａは、後輪軸１２をその軸に対して直角に貫通する、後輪軸１２の相応の切欠き内に配設された、クラッチ成分１５の相応の切欠き内に案内された加圧プレート１６によって、軸方向に、それぞれのサンギヤ１０もしくは１１の切欠き内に、図１ではサンギヤ１０の切欠き内に、押し込まれる。
【００２６】
プラネットキャリヤ３ｂを成すために形成されたドライバ３は、本発明の特別な特徴により、軸受１７を介して駆動軸１３に支承され、軸受１８を介してリングギヤキャリヤ８内に支承されている。軸受１７は、固定ネジ１９によって、ドライバ３内に取り付けられた固定リング２０に押し付けられる。その場合、プラネットキャリヤ３ｂは、玉軸受１８をリングギヤキャリヤ８に押し付けるので、ドライバ３の確実な支承が行なわれる。スペーサディスク２１及び２２は、サンギヤ１０及び１１が軸方向に確実に案内されることを保証する。
【００２７】
トランスミッションユニットの２スピード切換え装置の機能方式を、以下で図１の詳細Ａに関係付けて説明する。
【００２８】
第１のギヤ段を実現するため、本発明の特別な特徴により、ガイドブッシュ２５，２６，２７及び２８に囲まれた弱い圧縮バネ２３と強い圧縮バネ２４が、軸力を加圧プレート１６に加える。両圧縮バネ２３及び２４がその力を加圧プレート１６に加えると、本発明の特別な特徴により、クラッチ成分１５の端面歯１５ａが、加圧プレート１６によって、圧縮バネ２４の大きい力に基づいてサンギヤ１０の切欠き内に押し込まれる。この場合、圧縮バネ２３と２４のバネ力の差は、ほぼ、圧縮バネ２３のバネ力に一致する。トルクの伝達は、この場合、プラネットキャリヤ３ｂから、リングギヤ７に支持されたプラネットギヤの段６ａを介してサンギヤ１０に行なわれ、サンギヤ１０からクラッチ成分１５を介して駆動軸１３に行なわれるが、サンギヤ１１は、駆動軸１３上で自由回転する。このようにして、トランスミッションユニットの第１のギヤ段が実現される。
【００２９】
第２のギヤ段は、本発明の特別な特徴により、以下で説明する構成及びメカニズムにより切り換えられる。
【００３０】
ガイドブッシュ２７内に、特に左ネジを有する切換えネジ２９が案内され、この切換えネジが、更にまた切換えナット３０とネジ固定されている。切換えナット３０は、ここには示してない適当なバウデンワイヤと結合された、チェーン成分を有する切換えチェーン３１の一部である。切換えナット３０は、針軸受３２内に案内され、この針軸受は、更にまた固定ネジ１９内に支承されている。切換えチェーン３１のチェーン成分は、ガイドブッシュ３３内に支持され、このガイドブッシュは、軸受３４によって固定ネジ１９内に支承されている。
【００３１】
切換えネジ２９を有する切換えナット３０を取り付けるため、駆動軸１３と加圧プレート１６は、駆動軸１３に対して同軸にそれぞれ１つの孔を備え、この孔内に、切換えネジ２９を保持するために、ネジ回しを導入することができる。
【００３２】
切換えネジ２９、切換えナット３０、切換えチェーン３１及びガイドブッシュ３３は、駆動軸１３と共に回転するができないので、駆動軸は、針軸受３２と軸受３４によって駆動軸１３内に支承されている。
【００３３】
切換えチェーン３１がバウデンワイヤによって駆動軸１３から引き出されると、切換えネジ２９がガイドブッシュ２７を連行する。ガイドブッシュ２７は、圧縮バネ２４を圧縮する。切換えチェーン３１は、ガイドブッシュ２７と圧縮バネ２７が加圧プレート１６に対する接触を確実に失うまで、駆動軸１３から引き出される。圧縮バネ２４は、力をもはや加圧プレート１６に加えないので、弱い圧縮バネ２３が、加圧プレート１６を、これによりクラッチ成分１５の端面歯１５ａを、サンギヤ１１の切欠き内に押し込む。トルクは、プラネットキャリヤ３ｂから、リングギヤ７に支持されたプラネットギヤ６の段６ａを介してプラネットギヤ６の段６ｂとサンギヤ１１に伝達され、サンギヤ１１からクラッチ成分１５を介して駆動軸１３に伝達されるが、サンギヤ１０は、駆動軸１３上で自由回転する。このようにして、トランスミッションユニットの第２のギヤ段が実現される。第２のギヤ段での切換位置を図２が示す。
【００３４】
本発明の別の特別な特徴により、圧縮バネ２４のたわみは、負荷ピークを回避するため、ガイドブッシュ２７及び２８によって制限される。圧縮バネ２４は、ガイドブッシュ２７と２８が接触するまで、圧縮することができる。これは、同時に、レバー力が切換えナット３０に作用できなくなるまで、切換えチェーン３１を右に向かって引き出すことができることも保証する。
【００３５】
選択的に、ここには示してないが、切換えナット３０は、ネジ付スリーブとして形成することができるが、その場合、切換えネジ２９は、ネジ付スリーブとネジ固定され、切換えチェーン３１と第２のネジが結合され、この第２のネジは、他方の側からネジ付スリーブ内にねじ込まれる。この実施形態も、本発明によって包含されている。トランスミッションユニットの図１に示した実施形態では、駆動軸１３と後輪フランジ１４が、ネジ結合によって互いに結合され、このネジ結合は、駆動軸１３から後輪フランジ１４にトルクを伝達する。
【００３６】
後輪フランジ１４は、本発明の特別な特徴により、半径方向内側で、２列の軸受、特に２列のアンギュラ玉軸受３５内に支承され、このアンギュラ玉軸受は、半径方向外側でリングギヤキャリヤ８を支承し、このリングギヤキャリヤは、この目的のため本発明の別の特別な特徴により、付加的に軸受シェルを備える。リングギヤキャリヤ８は、自転車フレーム９と結合されている。アンギュラ玉軸受３５は、リングギヤキャリヤ８内で、固定リング３６によって軸方向を固定されている。軸方向でアンギュラ玉軸受３５と駆動軸１３の間で、ワッシャ３７が、アンギュラ玉軸受３５用の軸側の取付けショルダとして使用される。ナット３８は、駆動軸１３と共に、後輪フランジ１４をワッシャ３７に対してロックする。この実施例では、後輪フランジ１４が、周囲に、少なくとも３つの、特に４つ又は５つのナットネジを備え、これらナットネジに、ネジ３９によって後輪４０−この実施例では、ホイールハブ４０ａと後輪フランジ１４の間に結合要素４０ｂ及び４０ｃを有するスポークホイールハブ４０ａとして形成されている−をネジ留めすることができる。
【００３７】
トランスミッションユニットは、シールされた軸受１７，３４，３５を介してプラグ４１をシールし、シールリング４２及び４３を介して環境に対してシールされている。シールリング４３は、従動ホイール２とプラネットキャリヤ３ｂの間に挟持されたシールキャップ４４と、上昇する傾斜を備え、不動にリングギヤキャリヤ８と結合された取付けキャップ４５との間に案内されている。取付けの目的のために、シールリング４３は、取付けキャップ４５上に押し込まれる。その場合、シールキャップ４４がシールリング４３に押し付けられるので、このシールリングは、本発明の別の特別な特徴により、取付けキャップ４５の上昇する傾斜の方向に押し付けられ、これにより、低粘度の潤滑剤のため、不動に自転車フレーム９と結合されたリングギヤキャリヤ８に対する、回転可能に支承されたプラネットキャリヤ３ｂの低摩擦で省スペースのダイナミックシールが生じる。
【００３８】
トランスミッションユニットは、固定ネジ４６によって自転車フレーム９と結合されている。固定ネジ４６は、不動にリングギヤキャリヤ８と結合されたリングギヤ７の反作用トルクを自転車フレーム９に伝達する。
【００３９】
駆動軸１３と後輪フランジ１４を半径方向に調心するため、駆動軸１３は、調心面を備える。同様に、後輪フランジ１４は、後輪４０用の調心面を備える。
【００４０】
図２には、端面歯−クロー爪−ワンウェイクラッチを有する２スピードトランスミッションの切換え部分が図示され、この例では、クラッチ成分１５の端面歯１５ａが、サンギヤ１１の切欠き内に係合し、トランスミッションユニットの第２のギヤ段を切り替える。
【００４１】
第２のギヤ段の例で、図３及び４を補足的に関係づけて、以下でワンウェイクラッチの機能方式を説明するが、この説明は、意味において第１のギヤ段に対しても当て嵌まる。
【００４２】
図３及び４は、２つの好ましい実施形態のサンギヤ１１、クラッチ成分１５及び加圧プレート１６の分解図を示す。本発明の特別な特徴により、クラッチ成分１５は、両端面の周囲に分配された端面歯１５ａを備える。端面歯１５ａは、更にまた、回転方向の側にそれぞれ１つの斜面１５ｂを備える。サンギヤ１１は、本発明の別の特別な特徴により、軸方向に貫通する切欠き１１ａを備え、これら切欠き内に、クラッチ成分１５の端面歯１５ａが、駆動されるサンギヤ１１からクラッチ成分１５にトルクを伝達するために係合する。サンギヤ１１がもはや駆動されない場合、回転不能に後輪軸と作用結合されたクラッチ成分１５は、更に回転する。これにより、クラッチ成分１５は、斜面１５ｂを介してサンギヤ１１との噛合い係合結合部から押し出される。サンギヤ１１とクラッチ成分１５の間のこのクラッチ結合部を、以下では端面歯−ドグクラッチと呼ぶ。
【００４３】
サンギヤ１０及び１１の軸方向に貫通する切欠き１１ａは、２つの利点を有する。
【００４４】
クラッチは、本発明の特別な特徴により、サンギヤ１０及び１１の軸方向内側で、半径方向で後輪軸とサンギヤ１０及び１１の歯切り部の間に配置することができ、これにより、一方では、サンギヤ１０及び１１の幅を超える付加的な軸方向の取付けスペースを必要とせず、他方では、サンギヤ１０もしくは１１に、端面を加工すべき端面歯切り部を設ける必要がない。むしろ、サンギヤ１０及び１１は、長尺に製造し、次に定尺に切断することができる。クラッチ成分１５のための場所の必要量は、サンギヤ１１内の簡単な孔１１ｂによって得られる。
【００４５】
加圧プレート１６とクラッチ成分１５をサンギヤ１１に押し付ける圧縮バネ２３と関係して、ワンウェイクラッチが実現されるが、これは、クラッチ成分１５が、自由回転時に、斜面１５ｂによって、自由回転時に停止しているサンギヤ１１から押し出され、圧縮バネ２３が圧縮されるが、圧縮バネ２３は、加圧プレート１６とクラッチ成分１５をサンギヤに押し付け、端面歯−クロー爪−クラッチは、再び駆動されたサンギヤ１１が駆動軸１３を再び追い越した時に、再び係合することによるものである。自由回転時の確実な切離しを保証するため、端面歯１５ａの斜面１５ｂは、図４において１５ｃで指示した箇所で、若干深くクラッチ成分１５の端面に侵入する。
【００４６】
クラッチ成分１５の半径方向内側に、インボリュート歯切り部１５ｄが設けられ、このインボリュート歯切り部が、クラッチ成分１５から駆動軸１３にトルクを伝達する。
【００４７】
本発明の特別な特徴により、クラッチ成分１５から駆動軸１３にトルクを伝達するため、ＤＩＮ５４８０によるモジュール０．８、１６枚歯のインボリュート歯切り部１５ｄが使用され、これにより、歯数は、４分割可能であり、歯底円直径は、１２ｍｍより若干大きく、歯先円直径は、１４ｍｍより若干小さい。これに応じて、本発明の別の特別な特徴により、８枚歯が、これにより更にまた４分割可能な歯数が、クラッチ成分１５の端面歯切り部のために設けられている。４分割可能な歯数によって得られる対称は、クラッチ成分１５とサンギヤ１０及び１１の簡単な製造を可能にする。
【００４８】
最後に、クラッチ成分１５も、サンギヤ１０及び１１も、単独で切削加工プロセスによって製造することができる。特に安価な小規模生産のために、鋳造部品は必要ない。
【００４９】
図３は、加圧プレート１６を有するクラッチ成分１５の図１にも図示した実施形態を示す。
【００５０】
図４には、本発明の別の特別な特徴により、更に簡単に製造すべきクラッチ成分１５が図示され、加圧部材として、ここではプレートではなく、両側を平坦にした円形の加圧ロッド１６が使用され、加圧ロッド１６を案内するためのクラッチ成分１５の切欠きは、本発明の別の特別な特徴により、簡単な孔１５ｅによって形成することができる。
【００５１】
自由回転モードにおけるサンギヤ１１のエッジ１１ｃの磨滅の危険を防止するため、図４のサンギヤ１１は、本発明の別の特別な特徴により、フライス加工可能な斜面１１ｄを備え、これら斜面は、クラッチ成分の斜面１５ｂと同じ傾斜角を備える。クラッチ成分１５は、自由回転時、これら斜面１１ｄを介してサンギヤ１１から押し出される。
【００５２】
本発明の別の特別な特徴により、サンギヤ１０，１１と駆動軸１３の間にワンウェイクラッチを配設することによって、遊星歯車装置の前にワンウェイクラッチを配設する場合よりも明らかに少ないトルクを伝達することができる。
【００５３】
図５には、トランスミッションユニットの第１のギヤ段を通るＩ−Ｉ断面が図示されているが、自転車フレーム９と、切断面Ｉ−Ｉから見て自転車ホイールの後に配設された後輪４０は、図示されていない。
【００５４】
図６には、トランスミッションユニットの第２のギヤ段を通るＩＩ−ＩＩ断面が図示されているが、チェーン１と、自転車フレーム９と、切断面ＩＩ−ＩＩから見て自転車フレーム９の後に配設された後輪４０は、図示されておらず、リングギヤキャリヤ８が、シールキャップ４４によってカバーされる。
【００５５】
本発明の特別な特徴により、外側に位置する互いに結合されていない端部における駆動軸１３と後輪フランジ１４の外径は、軸方向に見てアンギュラ玉軸受３５の高さにおけるそれよりも大きい。
【００５６】
図７に示したように、本発明の特別な特徴により、クラッチ成分１５と加圧プレート１６は、リングギヤ７の横で取付け及び取外し可能であり、リングギヤ７、リングギヤキャリヤ８、駆動軸１３、後輪フランジ１４又はアンギュラ玉軸受３５を互いに取り外す必要はない。これにより、アンギュラ玉軸受３５と後輪フランジ１４の間に、オプションでアンギュラ玉軸受３５とリングギヤキャリヤ８の間に、必要な固定の嵌合部を設けることができる。加圧プレート１６の取付け及び取外しのため、クラッチ成分１５は、加圧プレート１６と共に、駆動軸１３の切欠き内の加圧プレート１６のドライバ側のストッパまで案内され、引き続き、クラッチ成分１５からリングギヤの横から押し込まれるもしくは押し出される。
【００５７】
加えて、本発明の別の特別な特徴により、この実施例では、従動ホイール、遊星歯車装置、ワンウェイクラッチ及び切換え装置のようなトランスミッションに重要な全ての部品及び機能領域が、自転車フレームの、トランスミッションユニットを駆動する牽引式伝動装置もしくは歯車式伝動装置の従動ホイール及び駆動ホイールと同じ側に存在する。チェーン、Ｖベルト又は歯付きベルトと、場合によっては歯車も、後輪を取り外すことなく取付け及び取外し可能であり、後輪は、自転車フレーム９の他方の側で、別の組換え又は取外しをすることなく直接的に後輪フランジ１４と結合することができる。
【００５８】
これにより、後輪４０の収容と、後輪フランジ１４から後輪４０への重量及びトルクの伝達のため、示した実施形態以外に、片側のホイール固定について既に知られている、後輪フランジ１４のための多くのの実施形態を行なうことができる。これら実施形態も、本発明によって包含されている。
【００５９】
同様に、直接的に後輪フランジ１４とネジ固定されているか、図１に示したように後輪４０の付加的な要素４０ａ，４０ｂを介して後輪フランジ１４と結合することができる後輪４０の様々な形態を使用することができる。
【００６０】
図８には、遊星歯車装置の１つのギヤ段を有するトランスミッションユニットの別の好ましい実施形態の側面が記載されている。明快さの理由から、図１に関して説明した、図８において同じ機能を有するトランスミッションユニットの部分は、図８では、図１と比べて１００だけ高い数字で指示されている。以下で異なるように説明しない場合は、図１における部分の説明は、図８における相応の部分のために転用可能である。
【００６１】
図１に示した実施例と比べ、図８に記載したトランスミッションユニットの実施形態では、以下の構成が修正されている：
ａ．トランスミッションが、シングルスピードトランスミッションとして形成され、自転車の駆動システムのために複数の速度差を実現するために、ドライバ１０３に、複数の従動チェーンホイール１０２ａ，１０２ｂ及び１０２ｃが配設されている。
ｂ．シールキャップ１４４とリングギヤキャリヤ１０８の間に、ギャップシールが設けられている。
ｃ．ワンウェイクラッチのクラッチ成分１１５は、片側にだけ端面歯切り部１１５ａを備え、その他には、加圧プレート１１６を案内するための切欠きを備えない。加圧プレート１１６は、ディスク１４７によって、その半径方向の位置に保持される。
ｄ．ワンウェイクラッチのクラッチ成分１１５のための押圧メカニズムは、加圧プレート１１６のドライバ１０３側への圧縮バネ１２４の配設を可能にする。
ｅ．ドライバ１０３の支承は、駆動軸１１３にこの場合ブッシュ１４８によって支承された２つの軸受１１７及び１１８によって行なわれる。
ｆ．後輪１４０は、直接的に後輪フランジ１１４に固定できるように形成されている。
ｇ．駆動軸１１３と後輪フランジ１１４の間の軸−ハブ−結合部は、セレーション結合部１１３ａとして形成されている。
【００６２】
ａ．に関して：トランスミッションは、シングルスピードトランスミッションとして形成され、クラッチ成分１１５は、ワンウェイクラッチとしてだけ形成され、切換可能には形成されていない。図１の実施例における従動ホイールの代わりに、複数の従動ホイール１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを有する従動チェーンホイールパケット１０２が使用される。従って、市販の２段のチェーンホイールと組み合わせて、また、従動チェーンホイール１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを切り換える適当な後側のチェーン掛替え機を使用して−この原理は、ディレイラーのために知られている−、均等な速度差と、自転車のための短いチェーン懸垂線間隔とを有する６スピードチェーン式トランスミッションを実現させることができる。
【００６３】
ｂ．に関して：図８に図示した実施形態では、シールキャップ１４４とリングギヤキャリヤ１０８の間のシールが、ギャップシールによって行なわれるが、これは、特に高粘度の潤滑剤のために安価な実施形態である。
【００６４】
ｃ．に関して：ワンウェイクラッチのクラッチ成分１１５は、本発明の特別な特徴により、以下の特に省スペースの構成を備える：即ち、クラッチ成分１１５は、片側だけに端面歯切り部を備え、クラッチ成分１１５は、加圧プレート１１６の収容及び案内をするための切欠きを備えない。加圧プレート１１６は、長方形に、別の切欠きを有することなく形成することができる。本発明の別の特別な特徴により、軸方向で固定リング１３６とプラネットキャリヤ１０３ｂの間に、ディスク１４７が配設され、このディスクは、加圧プレート１１６を半径方向の位置に保持する。
【００６５】
ｄ．に関して：クラッチ成分１１５は、図１とは違って、軸方向でアンギュラ玉軸受１３５の近傍に位置し、他方では、図１におけるように、互いに結合された後輪フランジ１１４と駆動軸１１３が使用されるので、ワンウェイクラッチの圧縮バネ１２４のために、図８では、軸方向で加圧プレート１１６とアンギュラため軸受１３５の間に、十分な取付けスペースが提供されない。本発明の特別な特徴により、圧縮バネ１２４は、以下で説明する配設で、加圧プレート１１６のドライバ１０３側に配設される。図９には、ワンウェイクラッチの以下で説明する要素が、図８の部分的なＩＩＩ−ＩＩＩ断面で図示されている。駆動軸１１３内に支持された２つの脚部を有する加圧スリーブ１２５は、ワッシャ１２７を、加圧プレート１１６に対して間隔をおいて保持する。ワッシャ１２７に、圧縮バネ１２４が支持され、この圧縮バネは、更にまた、軸力をガイドブッシュ１２８に加える。ガイドブッシュ１２８は、貫通する切欠き、特に孔を備え、この孔内に、加圧プレート１１６が配置される。ガイドブッシュ１２８は、圧縮バネ１２４の圧縮力を、半径方向で圧縮バネ１２４の内側と加圧スリーブ１２５の内側で、再び、加圧プレート１１６の軸方向で見て他方の側に導く。ガイドブッシュ１２８の孔を介して、加圧プレート１１６は、最後にクラッチ成分１１５に押し付けられる。図３及び図４に関する説明で述べたように、クラッチ成分１１５は、この実施形態でも、自由回転時、クラッチ成分１１５の端面歯１１５ａの斜面によって、サンギヤ１１１の切欠き１１１ａから押し出される。この例でも、圧縮バネ１２４は、ガイドブッシュ１２８によって、加圧スリーブ１２５と駆動軸１１３に支持されたワッシャ１２７に押し付けられる。前記の特別な特徴を有するワンウェイクラッチの形成は、高いトルクを伝達することができ、軸方向に最小の取付けスペースを必要とする、特に省スペースのワンウェイクラッチを可能にする。
【００６６】
ｅ．に関して：図８に図示したドライバ１０３は、２つの軸受１１７及び１１８によって、特に２つのラジアル玉軸受によって、スペーサブッシュ１４８に回転可能に支承されている。スペーサブッシュ１４８は、更にまた、駆動軸１１３上に挿入されている。ドライバ１０３は、本発明の特別な特徴により、軸受１１７と１１８の間のドライバ１０３の溝内に取り付けられた固定リング１２０によって、軸方向に移動しないように固定されている。固定リングの代わりに、ドライバ１０３は、軸受１１７と１１８の間に配設された段差部を備えてもよい。この実施形態も、本発明によって包含されている。ネジ１１９は、ワッシャ１４９と共に、スペーサブッシュ１４８に取り付けられた軸受１１７及び１１８を、軸方向に、駆動軸１１３上でサンギヤ１１１と軸受１１８の間に配設された別の固定リング１２１に対して固定する。固定リング１２１は、プラネットキャリヤ１０３ｂとリングギヤキャリヤ１０８の間に軸方向に常に十分に間隔があり、プラネットキャリヤ１０３ｂのために形成されたドライバ１０３が自由回転するように駆動軸１１３上に軸方向を固定されているように、駆動軸１１３上に位置決めされている。
【００６７】
ｆ．に関して：模範的に、この実施例では、後輪１４０が、直接的に後輪フランジ１１４と結合されるように形成可能であることが示される。これにより、更に、明確になるのは、後輪フランジ１１４が、多数の異なった形態の後輪を、この実施例では深絞り及び打抜きをされた板材から成る後輪１４０を収容することができ、この後輪が、固定プレート１５０と固定ネジ１３９によって後輪フランジ１１４に固定され、半径方向外側に、ここには図示してない市販の後輪リムを備え、この後輪リムに、更にまた同様に図示してない市販の自転車タイヤを取り付けることができることである。これにより、本発明の特別な特徴により、短いチェーン懸垂線間隔を実現することができるが、それは、後輪１４０の基準中心面は、後輪１４０の形及び形成に応じて、後輪フレーム１０９の方向に移動することができるからである。
【００６８】
ｇ．に関して：この実施例では、駆動軸１１３と後輪フランジ１１４の間の軸−ハブ−結合部として、本発明の特別な特徴により、セレーション結合部１１３ａ、例えば図８に図示したＤＩＮ  ５４８１の７×８のセレーション結合部が使用される。セレーション結合部１１３ａは、半径方向の取付けスペースが小さい時の高いトルクの伝達を可能にするので、この好ましい実施形態では、特に小さい２列のアンギュラ玉軸受３２０１ＢＴＮＧ又は２列の深溝玉軸受４２０１ＢＴＮＧを使用することができる。駆動軸１１３と後輪フランジ１１４は、この例では、駆動軸１１３上にねじ込まれたロックナット１３８を介してロックされている。
【００６９】
図９は、加圧プレート１１６、駆動軸１１３内に配設された圧縮バネ１２４、加圧スリーブ１１６及びガイドブッシュ１２８を有する図８のワンウェイクラッチの部分的なＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す。
【００７０】
図１０に示したように、ディスク１４７によって可能な、駆動軸１１３とガイドブッシュ１２８の切欠きへの加圧プレート１１６の可動の配設は、本発明の別の特別な特徴により、シングルスピードトランスミッションユニットであるトランスミッションユニットのこの実施例でも、ワンウェイクラッチの加圧プレート１１６とクラッチ成分１１５の取外し及び取付けを可能にし、同時に後輪１４０、後輪フランジ１４０、駆動軸１１３、アンギュラため軸受１３５、リングギヤ１０７又はリングギヤキャリヤ１０８を取り外す必要もない。これにより、アンギュラ玉軸受１３５と後輪フランジ１１４の間に、オプションではアンギュラ玉軸受１３５とリングギヤキャリヤ１０８の間に、必要な固定の嵌合部を設けることができる。
【００７１】
図１１は、トランスミッションユニットの別の好ましい、特にコンパクトで簡単に形成された実施形態を示す。この実施形態の目標は、図１及び図８の実施形態と比べて安価な製造である。明快さの理由から、図１もしくは図８に関して説明した、図１１で相応の機能を有するトランスミッションユニットの部分は、図１１では、図１と比べて２００だけ高いもしくは図８と比べて１００だけ高い数字で指示した。以下では異なるように説明しない場合は、図１もしくは図８の部分の説明が、図１１の相応の部分のために転用可能である。
【００７２】
図８に示したトランスミッションユニットの実施例と比べて、以下の構成が修正されている：
ａ．駆動軸と後輪フランジは、１つの部材から成り、後輪軸２１２にまとめられている。
ｂ．サンギヤ２１１の形成は、少ない歯数を、これにより小さい総減速比を可能にする。
ｃ．後輪２４０の固定と後輪軸２１２から後輪２４０へのトルクの伝達は、後輪軸２１２上にねじ込まれた、後輪２４０内の簡単なネジ付スリーブ２３９によって行なわれる。
ｄ．自由回転メカニズムの全ての構成要素は、軸方向に可動に相前後して配設されている。
ｅ．自転車フレーム２０９内へのトランスミッションユニットの取付けは、軸方向に更に遊星歯車装置に向かって移動されている。
ｆ．ドライバ２０３とプラネットキャリヤ２５１は、２部材から形成されている。ドライバ２０３は、トランスミッションユニットの前に接続された歯付きベルト駆動装置の従動ホイール２０３ｃのために形成されている。
【００７３】
ａ．に関して：この実施例では、駆動軸と後輪フランジが、１つの部材から成り、後輪軸２１２にまとめられている。
【００７４】
ｂ．に関して：サンギヤ２１１は、この実施形態では、クラッチ成分２１５の端面歯２１５ａを係合させることができる端面側の端面歯切り部２１１ａ又は端面側のクロー爪を備えている。これは、サンギヤ２１１のために少ない歯数を選択することができ、これにより、トランスミッションユニットのために小さい総減速比を得ることができるとの利点を有する。自由回転時、サンギヤ２１１のクロー爪又は端面歯２１１ａは、クラッチ成分２１５の端面歯２１５ａを、端面歯結合部から押し出す。
【００７５】
ｃ．に関して：軸方向でアンギュラ玉軸受２３５と後輪軸２１２のインボリュート歯切り部との間に、固定リングとして形成することもできるワッシャ２３７が、アンギュラ玉軸受２３５のための軸側の取付けショルダとして使用される。半径方向内側にネジ付スリーブ２３９を備える後輪２４０は、後輪２４０と後輪軸２１２を結合するネジによって後輪軸２１２上にねじ込まれ、アンギュラ玉軸受２３５を、後輪軸２１２上のアンギュラ玉軸受２３５の軸方向の固定をするためにワッシャ２３７に押し付ける。適当な嵌合の選択により、ネジ付スリーブ２３９の嵌合部分２３９ａは、固定の嵌合部を介して不動に後輪軸２１２と結合され、重量及び路面に依存した荷重を支持する。後輪軸２１２と後輪２４０の間のトルク伝達は、奔出的にネジ付スリーブ２３９のネジ部分２３９ｂを介して行なわれる。後輪２４０を支持するネジ付スリーブは、ネジ２３８とワッシャ２５２によってロックされる。
【００７６】
ｄ．に関して：駆動軸と後輪フランジを１つの部材で後輪軸２１２として形成することは、後輪軸内にスペースを提供するので、圧縮バネ２２３の圧縮力は、図８に図示した実施形態とは違って軸方向にもはや迂回させる必要がなく、圧縮バネ２２３は、加圧プレート２１６の後輪２４０側に配置することができる。圧縮バネ２２３は、ガイドチューブ２５３を介してネジ２３８に支持される。本発明の別の特別な特徴により、この実施形態では、ガイドブッシュ２２５、圧縮バネ２２３、ガイドブッシュ２２６、加圧プレート２１６及びクラッチ成分２１５は、軸方向に作用する別のガイド手段又は固定手段を使用せずに軸方向に簡単に可動に相前後して配設されて、サンギヤ２１１に押し付けられる。この配設を介して、既に図１０においてトランスミッションユニットのシングルスピードのバリエーションのために示したように、更にまた加圧プレート２１６の取付けは、本質的なトランスミッション部分（アンギュラ玉軸受２３５、リングギヤキャリヤ２０８．リングギヤ２０７、後輪軸２１２）を取り外すことなく可能になる。
【００７７】
ｅ．に関して：自転車フレーム２０９内へのトランスミッションユニットの固定のバリエーションにおいて、リングギヤキャリヤ２０８と半径方向及び横方向を不動に結合された結合フランジ２５４は、その周囲に複数の孔を備えるが、これら孔は、自転車フレーム２０９の孔と一直線に並び、これら孔によって、自転車フレーム２０９は、ネジ結合部２４６によりリングギヤキャリヤ２０８と固定される。これによって得られる、遊星歯車装置の方向の自転車フレーム２０９の軸方向のズレは、図１及び図８の実施形態と比べて、トランスミッションユニットからペダル軸受までの自転車フレーム２０９の外側が、自転車の基準中心面に対してちょうど平行な線内を延在することができるとの利点を有する。
【００７８】
ｆ．に関して：ドライバ２０３は、この実施例では、トランスミッションユニットの前に接続された歯付きベルト駆動装置の従動ホイール２０３ｃのために形成されている。加えて、ドライバ２０３とプラネットキャリヤ２５１は、２部材から形成されている。ドライバ２０３とプラネットキャリヤ２５１の間の軸−ハブ−結合部は、省スペースにドグクラッチによって実現される。図１２は、ドライバ２０３とプラネットキャリヤ２５１の間の回転不能のクロー爪クラッチの実施例を分解図で示す。
【００７９】
結果として、図１、図８及び図１１に図示した実施形態によって証明された本発明の前記の特別な特徴によって、曲げられた従動ホイール２に基づいて、もしくは、後輪４０，１４０の自由な形成の可能性に、これにより、後輪フランジ１４，１１４もしくは後輪フランジ２１２への後輪４０，１４０の基準中心面内では必要のない固定に基づいて、並びに、自由回転及び切換え装置の特にコンパクトな形態に基づいて、後輪幅に応じて約３７−５５ｍｍの非常に小さいチェーン懸垂線間隔が実現可能である。１０インチのオールプラスチックホイールの例では、例えば、ほぼ以下のチェーン懸垂線間隔が得られる（図１１）：
ホイール幅の２分の１：                                        ３４／２＝１７ｍｍ
自転車フレームに対する後輪の最小間隔：                                  ＋４ｍｍ
後輪の高さにおける自転車フレームの幅：                                  ＋８ｍｍ
自転車フレームに対するチェーンの間隔：                                  ＋３ｍｍ
チェーン幅の２分の１：                                        １０／２＝＋５ｍｍ
得られる自転車の基準中心面に対するチェーン懸垂線間隔                  ＝３７ｍｍ
【００８０】
２スピードトランスミッションユニットを有する１２インチ又は１４インチの空気タイヤホイールの例では、ほぼ例えば以下のチェーン懸垂線間隔が得られる（図１）：
後輪タイヤの幅の２分の１：                                ４０／２＝２０．０ｍｍ
自転車フレームに対する後輪の最小間隔：                              ＋６．０ｍｍ
後輪フレームの幅：                                                  ＋８．０ｍｍ
自転車フレームとプラネットキャリヤの間のリングギヤキャリヤの材料厚さ：
＋２．０ｍｍ
プラネットキャリヤの幅：                        ３＋１５＋３．５＝＋２０．５ｍｍ
シールキャップの材料厚さ：                                            ０．５ｍｍ
従動チェーンホイールの幅の２分の１：                        ２／２＝＋１．０ｍｍ
曲げられた従動チェーンホイールのチェーン懸垂線のズレ：              −２．７ｍｍ
得られる自転車の基準中心面に対するチェーン懸垂線間隔              ＝５５．３ｍｍ
【００８１】
利用に依存して生じる力（重量、路面衝撃）及びモーメント（リングギヤの支持モーメント）を受け止めるために必要なリングギヤキャリヤ（８，１０８，２０８）と自転車フレーム（９，１０９，２０９）の間の結合は、図１、図８及び図１１に図示した実施形態のためには、示したように取外し可能に（例えばネジ固定による）又は母材接合により（ろう付け、接着、溶接による又は一体化による）行なうことができる。自転車フレーム（９，２０９，２０９）とリングギヤキャリヤ（８，１０８，２０８）もしくはリングギヤ（７，１０７，２０７）の間に母材接合による結合部を有する実施形態は、同様に本発明によって包含される。
【００８２】
当業者が容易に理解できる、従ってこれ以上は図示してない本発明の別の実施形態は、例えば、フェザーキー結合部としてのシングルスピードトランスミッションユニットのためのサンギヤと後輪軸の間の軸−ハブ−結合部の形成にある。これは、簡単に製造すべき後輪軸を可能にする。
【００８３】
同様に、シングルスピードトランスミッションユニットのための後輪軸とサンギヤは、１つの部材から製造することができるので、後輪軸は、同時に、サンギヤとしても機能する。
【００８４】
この場合のために特に、特に小さいホイールを使用するため、例えば１：５までのトランスミッションユニットの低い変速比を得ることができる。
【００８５】
後輪軸とサンギヤの最後に挙げた両実施形態のために、図１５によるワンウェイクラッチを後輪軸と後輪ハブの間に配設することができる。
【００８６】
同様に、ワンウェイクラッチは、トランスミッションユニットの前に接続される牽引式伝動装置もしくは歯車式伝動装置の従動ホイール（２，１０２，２０２）とドライバ（３，１０３，２０３）の間に、例えば、特にＢＭＸバイクのために市販のラチエット式ワンウェイクラッチ又はディレイラーのために市販のスプロケットセットによって、配設することができる。しかしながら、安価な製造の利点に対立して、プラネットキャリヤ（３ｂ，１０３ｂ，２５１）とプラネットギヤ（６，１０６，２０６）が、自由回転時に効率損失の結果を伴って共に回転するとの欠点がある。これら全ての実施形態は、本発明によって包含されている。
【００８７】
前記実施形態により、以下で模範的に詳細に説明する変速比を実現することができる。この場合、模範的に、図８及び図１１によるモジュール０．８の歯車の形成を引き合いに出す。
【００８８】
強度的に使用可能な他の歯車モジュールも、同様に本発明によって包含されている。
【００８９】
以下で、前記の実施形態のために、チェーンホイール、従動チェーンホイール及び遊星歯車装置の歯数の模範的で好ましい組合せを示すが、これらは、均等な速度差を有する６スピードトランスミッションであるトランスミッションユニットのための好ましい実施例に属する、及び／もしくは、従動チェーンホイールの適切な選択によって特に簡単に複数のホイールサイズに適応可能である。
【００９０】
得られる変速比が、非常に小さい数値を生じさせるので、前提的な比“１：”の形態の変速比の表示が選択されている。その場合、それぞれのギヤ段の示される変速比のためのそれぞれの行には、１：の変速比の分母が存在する。その場合、０，１２５の変速比は、例えば１：８として示される。
【００９１】
４２及び２７枚歯の市販の２段のチェーンホイールを使用した場合、図８に図示した実施形態により、１３．１％〜１８．８％の均等な速度差と、約２１０％の最小ギヤと最大ギヤの間の変速範囲が得られる：
【表Ａ】
0005748903.tif 000002
【表Ｂ】
0005748903.tif 000003
【００９２】
図１１に図示したシングルスピードトランスミッションユニットは、簡単に、変更した歯数を有する異なった従動チェーンホイールを使用することによって、利用に適した同じ展開が得られるように、７〜１６インチのホイールサイズに適応させることができる：
【表Ｃ】
0005748903.tif 000004
【００９３】
示した実施形態以外に、前記の本発明の特別な特徴によって、全てが本発明によって包含された別の変速比が実現可能である。
【００９４】
例えば後輪軸とサンギヤが１つの部材から成る実施形態では、少ない歯数を備え、これにより、最小のホイールサイズ用のトランスミッションユニットが使用可能になる。以下に、模範的に、可能な形成と、従動チェーンホイールの変更によって可能な６〜１４インチのホイールサイズへの適応を示す。
【表Ｄ】
0005748903.tif 000005
【００９５】
全体として、遊星歯車装置の歯数の相応の選択によって、約１：４．５〜１：５．０の遊星歯車装置の変速比が達成可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１                                      チェーン駆動装置のチェーン
２０１                                  ベルト駆動装置のベルト
２，１０２，２０３ｃ                    牽引式伝動装置又は歯車式伝動装置の従動ホイール
３，１０３，２０３                      ドライバ
３ｂ，１０３ｂ，２５１                  プラネットキャリヤ
４，１０４                              従動ホイールの固定リング
５，１０５，２０５                      プラネット軸
６ａ，６ｂ，１０６，２０６              プラネットギヤ
７，１０７，２０７                      リングギヤ
８，１０８，２０８                      リングギヤキャリヤ
９，１０９，２０９                      自転車フレーム
１０                                    サンギヤ
１１，１１１，２１１                    サンギヤ
１２，１１２，２１２                    後輪軸
１３，１１３                            後輪軸の駆動軸
１４，１１４                            後輪軸の後輪フランジ
１５，１１５，２１５                    クラッチ成分
１６，１１６，２１６                    ワンウェイクラッチの加圧プレート
１７，１１７，２１７                    ドライバ用の軸受
１８，１１８，２１８                    ドライバ用の軸受
１９，１１９，２１９                    ドライバの軸受用の固定ネジ
２０，１２０，２２０                    ドライバの軸受用の固定リング
２１，２２                              サンギヤ用のスペーサディスク
１２１，２２１                          サンギヤ用の固定リング
２３，２４，１２４，２２３              切換え装置及びクラッチ装置用の圧縮バネ
２５，２６，２７，２８，１２５，１２７，
１２８，２２５，２２６                  圧縮バネ，加圧プレート、加圧部材用のガイドブッシュ／ガイドディスク
２９                                    切換え装置の切換えネジ
３０                                    切換え装置の切換えナット
３１                                    切換えチェーン
３２                                    切換えチェーン用の針軸受
３３                                    切換えチェーン用のガイドブッシュ
３４                                    切換えチェーン用の軸受
３５，１３５，２３５                    後輪軸用の軸受
３６，１３６，２３６                    後輪軸の軸受及びリングギヤ用の固定リング
３７，１３７，２３７                    後輪軸の軸受用の取付けディスク
３８，１３８                            ロックナット
２３８                                  ロックディスク
３９，１３９                            後輪用の固定ネジ
２３９                                  後輪を固定するためのネジ付きスリーブ
３３９                                  後輪の固定をするための固定ナット
４０，１４０，２４０                    後輪
４１                                    シールプラグ
４２，４３                              シールリング
４４，１４４，２４４                    遊星歯車装置用のシールキャップ
４５                                    Ｏリングシール用の取付けキャップ
４６，１４６，２４６                    トランスミッションユニット及び自転車フレーム用の固定ネジ
１４７，２４７                          加圧プレートの半径方向の位置決めをするためのディスク
１４８                                  ドライバの軸受用の軸受ブッシュ
１４９，２４９，２５２                  固定ネジ及びロックネジ用のワッシャ
２５３                                  後輪軸用のガイドチューブ
２５４                                  自転車フレーム及びリングギヤキャリヤ用の結合フランジ 
【図１】
0005748903.tif 000006
【図２】
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【図３】
0005748903.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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